Preenchimento de cavidades provenientes de remoção de trinca em turbinas hidráulicas por meio do processo GMAW-P

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016.

Caracterização metalúrgica de juntas de aço inoxidável superduplex soldadas por processo TIG autógeno

Os aços inoxidáveis do tipo duplex possuem grande importância na indústria, principalmente na do petróleo e gás natural, por apresentarem elevada resistência mecânica e excelente resistência à corrosão. Caracterizam-se por apresentar estrutura bifásica, constituída de proporções praticamente iguais de ferrita e austenita. O presente trabalho caracterizou juntas soldadas por TIG autógeno de aço inoxidável duplex UNS S32760. Foram confeccionados quatro grupos de amostras, provenientes da variação da corrente de soldagem e consequentemente do aporte térmico (corrente de pico: 25A e 40A - aporte térmico: 0,12KJ/mm e 0,19KJ/mm) e da composição do gás de proteção (argônio puro ou argônio contendo 2,5% nitrogênio). Foram utilizadas técnicas de caracterização por metalografia colorida, análise e processamento digital de imagens, ensaios de microdureza Vickers. Para avaliar a resistência à corrosão foram realizados ensaios de potencial em circuito aberto com solução de cloreto férrico (FeCl3) e eletrodo de referência de calomelano saturado. A análise quantitativa das fases ferrita e austenita presentes nas juntas soldadas mostrou que a adição de nitrogênio no gás de proteção favoreceu a formação da fase austenita, variando de 11% (sem nitrogênio) para 26% (com nitrogênio) a quantidade desta fase. Em uma análise qualitativa a variação do aporte térmico: 0,12KJ/mm para 0,19KJ/mm resultou no aumento do tamanho de grãos da fase ferrita.

Caracterização de juntas soldadas por TIG autógeno manual com arco pulsado e arco não pulsado do aço inoxidável hiperduplex SAF 2707 HD.

O aço inoxidável hiperduplex, SAF 2707 HD, foi desenvolvido com o intuito de se obter novas ligas com maior resistência à corrosão do que a disponível nos aços inoxidáveis duplex / superduplex. Além da melhorada resistência à corrosão, este tb oferece propriedades mecânicas superiores. Os aços hiperduplex são aços de última geração que possuem elevados teores de elementos de liga, principalmente cromo, molibdênio e nitrogênio. Este tipo de aço caracteriza-se por apresentar estrutura bifásica, constituída de proporções praticamente iguais de ferrita e austenita devido à distribuição controlada dos elementos alfagênicos e gamagênicos. O interesse por esses aços cresce gradativamente com a necessidade de novos materiais para diversas aplicações na indústria petrolífera. Porém, quando expostos e mantidos a temperaturas elevadas, na faixa entre 600C e 1000C, algumas fases intermetálicas podem se formar, em que a fase sigma () é a mais proeminente. Possui uma estrutura cristalina tetragonal complexa rica em Cr e Mo, tendo efeito deletério no material afetando tanto a resistência à corrosão, quanto as propriedades mecânicas. Para este fim, faz-se necessário estudos da junta soldada para delinear as limitações desses aços e aperfeiçoar a aplicação. Essa pesquisa teve como objetivo caracterizar a junta soldada por TIG autógeno manual com arco pulsado e não pulsado do aço inoxidável hiperduplex SAF 2707 HD. As técnicas empregadas foram a metalografia por ataque eletrolítico (reagente NaOH) e color etching (reagente Behara), medidas de microdureza e quantificação microestrutural por Processamento Digital de Imagem. Os aspectos microestruturais foram observados por microscopia óptica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), estes passaram por etapas de processamento digital de imagens (PDI) para quantificar a fração volumétrica da fase austenita. Realizou-se análise química semi-quatitativa por EDS. Os resultados foram analisados estatisticamente através do teste de hipóteses com distribuição t de Student. Pela técnica color etching observou-se que a fase austenita foi gerada com distribuição mais homogênea para o arco pulsado, que o não pulsado. O ataque eletrolítico não revelou uma terceira fase (fase ) na junta soldada, a análise química por EDS não identificou uma variação significativa nos elementos presentes ao longo da zona de transição do metal de base para a zona de fusão. Através do PDI foram obtidos os valores médios da fração volumétrica de austenita de 36,38% (desvio padrão 6,40%) e 32,41% (desvio padrão 6,67%) para os dois métodos, pulsado e não pulsado, respectivamente. Foram obtidos os valores de microdureza para o metal de base 355,10 HV (desvio padrão 28,60) e para a zona de fusão 343,60 HV (desvio padrão 20,51) da amostra soldada pelo modo pulsado, para o modo não pulsado foram apresentaram os valores médios de 370,30 HV (desvio padrão 34,51) para o metal de base e de 345,20 HV (desvio padrão 41,33) para a zona de fusão. A análise estatística indicou que não houve variação significativa da fração volumétrica da fase austenita no cordão de solda para as duas condições testadas e não houve variação da microdureza entre a zona de fusão e o metal de solda das amostras submetidas aos dois processos.

Identificação da fase sigma em uma junta soldada pelo processo TIG manual autógeno de um aço hiperduplex SAF 2707HD (UNS S32707) por difração de raios-x.

O aço inoxidável hiperduplex possui alta resistência a corrosão por pite em ambientes contendo cloretos, quando comparado a outros aços inoxidáveis comercialmente conhecidos. Possui boas propriedades mecânicas, com limite de escoamento superior a 700MPa e limite de resistência a tração em torno de 1000MPa. Essas propriedades o tornam muito atrativos para aplicações em ambientes contendo cloretos, e por isso tem tido destaque na indústria de óleo e gás, refinarias, plataformas offshore, etc. A liga hiperduplex é composta por uma estrutura bifásica, contendo proporções aproximadamente iguais de ferrita e austenita. Esse material possui boa soldabilidade, mas por ser termodinamicamente metaestável, em altas temperaturas pode ocorrer a precipitação de fases intermetálicas não desejáveis, o que resulta em perda de propriedades mecânicas e diminuição da resistência a corrosão. A fase sigma tem sido fortemente estudada, pois é comum sua precipitação nos aços inoxidáveis da família duplex durante o procedimento de soldagem se este não for muito bem controlado. A fase sigma precipita preferencialmente na fase ferrítica, devido a maior concentração de Cr e Mo, que são os elementos formadores da fase. A resistência a corrosão é reduzida e as propriedades mecânicas do material são alteradas o tornando frágil devido a presença da fase sigma. É formada entre 600C e 1000C e possui uma estrutura tetragonal complexa. O objetivo do trabalho foi identificar a possível presença da fase sigma na junta soldada do aço inoxidável hiperduplex SAF 2707 HD (UNS S32707) pelo processo TIG autógeno manual através da difração de raios-x. Nessa pesquisa, foram analisadas uma junta soldada do material pelo processo TIG autógeno manual com arco pulsado. Complementando o estudo foram analisadas seis amostras do aço inoxidável superduplex, sendo que cinco amostras sofreram tratamento térmico para a proposital formação da fase sigma. O refinamento do resultado da difração das amostras foi feito utilizando o método de Rietveld no software Topas Academic versão 4.1. O resultado da amostra soldada de hiperduplex apresentou as fases austenita, ferrita e alguns prováveis óxidos. Os resultados das amostras de superduplex tratadas termicamente apresentaram a fase sigma, conforme esperado na pesquisa, e as fases austenita e ferrita.

Sistema para formação e avaliação dos operadores das máquinas de inspeção ótica automática

A montagem de circuitos eletrónicos é um processo extremamente complexo, e como tal muito difícil de controlar. Ao longo do processo produtivo, é colocada solda no PCB (printed circuit board), seguidamente são colocados os componentes eletrónicos que serão depois soldados através de um sistema de convecção, sendo por fim inspecionados todos os componentes, com o intuito de detetar eventuais falhas no circuito. Esta inspeção é efetuada por uma máquina designada por AOI (automatic optical inspection), que através da captura de várias imagens do PCB, analisa cada uma, utilizando algoritmos de processamento de imagem como forma de verificar a presença, colocação e soldadura de todos os componentes. Um dos grandes problemas na classificação dos defeitos relaciona-se com a quantidade de defeitos mal classificados que passam para os processos seguintes, por análise errada por parte dos operadores. Assim, apenas com uma formação adequada, realizada continuamente, é possível garantir uma menor taxa de falhas por parte dos operadores e consequentemente um aumento na qualidade dos produtos. Através da implementação da metodologia Gage R&R para atributos, que é parte integrante da estratégia “six sigma” foi possível analisar a aptidão dos operadores, com base na repetição aleatória de várias imagens. Foi desenvolvido um software que implementa esta metodologia na formação dos operadores das máquinas AOI, de forma a verificar a sua aptidão, tendo como objetivo a melhoria do seu desempenho futuro, através da medição e quantificação das dificuldades de cada pessoa. Com esta nova sistemática foi mais fácil entender a necessidade de formação de cada operador, pois com a constante evolução dos componentes eletrónicos e com o surgimento de novos componentes, estão implícitas novas dificuldades para os operadores neste tipo de tarefa. Foi também possível reduzir o número de defeitos mal classificados de forma significativa, através da aposta na formação com o auxílio do software desenvolvido.

Análise da resistência à fadiga de tubos de aço API 5CT N80 Tipo Q soldados via processo de indução magnética de alta frequência (HFIW)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Produção de PCB recorrendo a tecnologia Laser

O elevado nível de integração e miniaturização dos componentes existente nos dias de hoje, criam novos desafios na concepção de circuitos impressos. Neste trabalho são apresentados métodos para interligação entre componentes, em circuitos impressos com elevado número de ligações, recorrendo a tecnologia laser. Foi desenvolvida uma máquina CNC de três eixos, para posicionamento de um laser, mantendo o suporte para as operações tradicionais com ferramentas. O sistema foi concebido para a produção de circuitos impressos por laser (fresagem e furação), no entanto a compatibilidade com outras ferramentas e acessórios presentes, possibilitam a execução de outros processos no mesmo equipamento, como remoção da máscara de solda, soldadura de componentes, colocação de pasta de solda, gravação, inspecção visual, entre outros. Com este trabalho, demonstra-se a importância dos circuitos impressos na evolução da electrónica, assim como se apresentam soluções para a sua concepção.

The effect of metal transfer modes and shielding gas composition on the emission of ultraafine particles in MAG steel welding

The present study aims to characterize ultrafine particles emitted during gas metal arc welding of mild steel and stainless steel, using different shielding gas mixtures, and to evaluate the effect of metal transfer modes, controlled by both processing parameters and shielding gas composition, on the quantity and morphology of the ultrafine particles. It was found that the amount of emitted ultrafine particles (measured by particle number and alveolar deposited surface area) are clearly dependent from the main welding parameters, namely the current intensity and the heat input of the Welding process. The emission of airborne ultrafine particles increases with the current intensity as fume formation rate does. When comparing the shielding gas mixtures, higher emissions were observed for more oxidizing mixtures, that is, with higher CO2 content, which means that these mixtures originate higher concentrations of ultrafine particles (as measured by number of particles. by cubic centimeter of air) and higher values of alveolar deposited surface area of particles, thus resulting in a more hazardous condition regarding welders exposure.

Análise de acidentes de trabalho ocorridos na atividade da indústria metalúrgica e metal mecânica do estado do Rio Grande do Sul em 1996 e 1997 breve interligação sobre o trabalho do soldador

A presente dissertação apresenta um levantamento de dados sobre acidentes de trabalho feito a partir de informações extraídas de um documento denominado CAT (Comunicação de Acidente de Trabalho). Com base neste documento, analisaram-se informações referentes à empresa, ao acidentado e acidentes de trabalho registrados no setor metalúrgico e metalmecânico do estado do Rio Grande do Sul nos anos de 1996/1997. Após a coleta dos dados, procedeu-se ao armazenamento dos mesmos em um software de banco de dados que permite analisar as informações levantadas no intuito de melhor conhecer a magnitude, natureza e distribuição dos acidentes. O estudo, deixa evidente a insalubridade do ambiente de trabalho do acidentado devido à quantidade de registros causados pôr ruído (principalmente fábricas de cutelaria) e DORT (Doenças Osteomusculares Relacionadas ao Trabalho). Há também grande incidência de impacto sofrido pêlos acidentados, devido a ferramentas, peças e máquinas. Os metalúrgicos foram a categoria profissional que mais acidentes de trabalho registraram. No entanto, os soldadores apresentaram um dado curioso, pois sofreram muitos acidentes pôr impacto sofrido, devido a queda de tubos, canos e barras, fora de seu posto de trabalho ou de suas atividades tradicionais de solda Fica evidente que, além da falta de organização do posto de trabalho do acidentado, existe a própria desorganização do trabalho. Os profissionais atuam fora de seu posto e em tarefas que não são características de sua função, fatores que provavelmente contribuem para o aumento de riscos de acidentes. Com os resultados obtidos neste trabalho, pretende-se sensibilizar as empresas para que tomem medidas mais eficientes a fim de minimizar os riscos aos quais os trabalhadores estão envolvidos e expostos.

Estudo da estampabilidade de tailored blanks soldadas a laser

A união de chapas de diferentes materiais, espessuras e propriedades mecânicas formando uma geratriz para estampagem é uma estratégia que a indústria automobilística utiliza no desenvolvimento de estruturas leves. Uma delas chama-se Tailored Welded Blanks, onde duas ou mais chapas são unidas pelo processo de solda. Dentro do contexto de estruturas leves é analisado neste trabalho o comportamento mecânico de duas diferentes chapas soldadas utilizadas pela indústria automobilística, formando uma única geratriz com diferentes razões de espessuras. Para isso, foram unidos os materiais ZSTE 220 P nas espessuras 1.5 e 0.8 mm e St 05 nas espessuras de 1.5 e 1.2 mm. O processo de junção utilizado para unir os materiais de diferentes espessuras foi solda a laser. Os ensaios de fabricação utilizados para caracterizar o comportamento mecânico do material foram o ensaio de tração uniaxial e o ensaio Nakajima modificado. O ensaio de tração define as propriedades mecânicas e o ensaio Nakajima quantifica as deformações principais maiores e menores na superfície da chapa. De posse destas deformações é possível construir as Curvas Limites de Conformação (CLC) de cada material. A maneira encontrada para simular estes estados de deformações foi utilizar 8 corpos de prova de mesmo comprimento, porém variando sua largura e o raio do entalhe correspondente. O uso de corpos de prova com diferentes larguras e raio de entalhe permite obter deformações que abrangem os campos referentes ao estiramento, deformação plana e embutimento profundo.

Análise ergonômica do trabalho do soldador : contribuição para projetação ergonômica

Este trabalho trata de uma pesquisa junto aos soldadores de três empresas do setor metal-mecânico, em diferentes estágios tecnológicos, para levantamento e avaliação de sua demanda ergonômica por meio de método participativo, como contribuição para o projeto de seus postos de trabalho. Verificou-se que os problemas mais críticos para estes profissionais são de natureza ambiental, tendo sido questionada a validade dos valores limites estabelecidos de exposição a fumos de soldagem. Além disso, foi constatada a maior influência do fator empresa sobre a opinião e satisfação dos soldadores, com exceção da empresa onde está estabelecido um programa de ergonomia: nesta o nível de exigência dos soldadores é maior, portanto, os fatores pessoais representam maior impacto sobre sua opinião e satisfação. Também foi avaliado o impacto do nível tecnológico da empresa sobre os soldadores, concluindo-se que os que trabalham com sistemas de produção mais manual têm maior envolvimento com seu trabalho, enquanto os soldadores que participam de sistema mais automatizado não estão, necessariamente, livres de problemas relacionados a questões ambientais. Assim, é tão importante considerar as questões ambientais desde a concepção de uma fábrica, quanto as questões de organização do trabalho, pois ambas impactam no bemestar e, conseqüentemente, na produtividade de seus trabalhadores.

"O milagre dos manauaras": Zona Franca de Manaus: (uma análise do processo de industrialização implantado em Manaus e da universidade como formadora da mão-de-obra especializada)

O que se pretende neste trabalho ,.. e examinar o processo de industrialização implantado em Manaus com a re formulação da Zona Franca e o papel desempenhado pela universidade como formadora de mão-de-obra qualificada para este processo. Tentou-se desenvolver uma análise que fosse capaz de situar o profissional de nível superior nas ig dústrias da Zona Franca levando-se em consideração a per - cepção de uma contradição bastante evidente. Se por um la do, Zonas Francas são· espaços industriais enclavados, onde empresas multinacionais podem importar livremente matérias primas ou produtos semi-acabados para processá-los e reexportar; por outro lado, como este processo consiste,em sua grande parte, em algumas operações de rotina, sobretudo de solda ou de montagens microscópicas por mão-de-obra barata e semi-qualificada, profissionais de nível superior se tor nam desnecessários.

Análise de falhas em martelos oscilantes dos desfibradores da indústria sucroalcooleira da Região Norte-Nordeste

The failure of materials is always an unwelcome event for several reasons: human lives are put in danger, economic losses, and interference in the availability of products and services. Although the causes of failures and behaviour of materials can be known, the prevention of such a condition is difficult to be guaranteed. Among the failures, wear abrasion by the low voltage is the kind of failure that occurs in more equipment and parts industry. The Plants Sucroalcooleiras suffer significant losses because of such attrition, this fact that motivated their choice for the development of this work. For both, were considered failures in the swing hammers desfibradores stopped soon after the exchange provided in accordance with tonnage of cane processed, then were analyzed by the level of wear testing of rubber wheel defined by the standard ASTM G65-91.The failures were classified as to the origin of the cause and mechanism, moreover, were prepared with samples of welding procedures according to ASME code, sec. IX as well, using the technique of thermal spraying to analyze the performance of these materials produced in laboratories, and compares them with the solder used in the plant. It was observed that the bodies-of-proof prepared by the procedure described as welding, and the thermal spraying the results of losing weight have been minimized significantly compared to the preparations in the plant. This is because the use of techniques more appropriate and more controlled conditions of the parameters of welding. As for the thermal spraying, this technique has presented a satisfactory result, but requires the use of these coatings in the best condition for real affirmation of the results